試論機電一體化技術的應用及發展趨勢

黃炳道

摘要：隨著我國科技技術的不但發展，機電一體化技術已經達到國際領先水平，在我國不同行業已經開始廣泛應用，而且應用領域范圍仍在不斷擴大，已經呈現出一種多元化發展的良好態勢。機電一體化科技手段涉及非常廣泛的專業知識，需要多種專業技術進行有機結合，默契高效地進行協同作業，并不是簡單的將多種技術拼湊到一起。目前廣泛應用的機械自動化生產設備都可以視作是由機電一體化作為技術支持。

關鍵詞：機電一體化；技術應用；發展趨勢

1導言

機電一體化技術的出現，是社會生產力發展到一定階段的必然產物。機電一體化技術實現了機械技術與電子技術的有機融合，在信息技術的推動下，驅動及信息處理技術、傳感技術、軟件技術等各項技術之間的密切配合，使得機電一體化技術趨向于智能化和現代化。

2機電一體化技術及其特點

機電一體化技術是一種在生產實踐中具有良好應用價值的綜合性技術形式，通過機械技術、電工電子技術、微電子技術、信息傳感器技術和信號變換技術等多種技術形態的有機結合，全面提高了工業生產技術水平，改善了工業產品的系統性和完整性，為工業技術科學化發展提供可靠支持。機電一體化技術的應用，能夠在一定程度上加快生產速率，改善生產效率，優化改造工業生產集成電路，從而完善工業系統操作步驟，為工業生產精度控制提供可靠的技術支持。機電一體化的體積小且重量輕，尤其是新型技術產品在機電一體化中的融合應用，促進了新型半導體和集成電路技術研發得以實現，液晶顯示在機電一體化中也逐漸得到廣泛應用，使得機電一體化體系控制有效性得到明顯改善，測量系統在體積和重量上也得到優化。不僅如此，機電一體化技術具備高集成控制系統，操作流程運行狀況可依據計算機控制得以實現。機電一體化技術的應用促進了操作系統的簡化，并且為系統整體安全運行提供可靠保障。

3機電一體化的技術核心

3.1信息處理及驅動技術

機電一體化的技術核心由外部硬件以及內部軟件兩方面組成。其中硬件技術是機電一體化的技術載體，信息處理器和驅動設備是硬件的基本組成單位。電機是一種目前使用非常廣泛的驅動機器，但是由于技術過時，電機的使用效率和響應效率都存在很大的問題。目前，我國科研人員正在努力研究利用信息處理器、傳感器以及電機三者進行有機結合。機電一體化技術和信息處理以及電子信息具有緊密的聯系，如果想要進一步對機電一體化技術進行發展創新，就需要提高信息處理效率和準確性，解決機電一體化的抗干擾和標準化的問題。

3.2傳感器技術

目前雖然傳感器技術已經有了重大突破，已經開發出精度很高的傳感器，但是由于成本較高、專業性要求嚴格等原因，還沒有廣泛使用。目前使用的大多數傳感器在精確度、靈敏度以及可靠性方面都存在問題。如何提高傳感器精確靈敏度是機電一體化技術發展突破的關鍵因素。光纖傳感器技術是目前較為流行的前沿技術，也是未來傳感器技術的發展趨勢，未來將創造并使用非接觸類外部接受信息傳感器。

3.3機械制造技術

目前機械技術相對成熟，但是在機械的使用性能、精確度以及減輕質量上仍然可以進行改進。現階段大多數使用的原材料多以鋼鐵為主，具有個很大的進步空間，完全可以考慮非金屬類的復合材料。研制生產具有高密度、強硬度、低重量的新型材料，減少機械體積，提高機械使用效率，提高相應速度，減少能源耗費。

4機電一體化技術的應用

4.1數控機床

數控機床的實現，是機電一體化技術應用的鮮明代表，充分體現出國家機床生產水平。多年來我國科學技術不斷進步，機床生產也取得一定成績，機電一體化技術在數控機床領域的應用，促進了機床結構優化及操作精度的提升，機床功能更為完善，且操作安全性更高。就機床體系結構來看，機電一體化技術的應用，促進了總線式、模塊化和緊湊型機床結構的形成，在開放性設計方式下，硬件體系結構與功能模塊更具兼容性，機床層次性更加鮮明，滿足用戶對機床的應用需求。與此同時，通過WOP技術和智能技術的應用，機床控制系統基于編程技術和動態仿真實現智能化控制，全面提高機床系統運行安全性。機電一體化技術的應用，促進了大容量存儲的實現，使得數控機床功能更為完善，便于開展多過程和多通道控制，系統組合能力優化，且能夠自行建立系統開展復雜加工，全面提高機床生產效率。

4.2計算機集成制造系統

機電一體化技術的應用，促進了計算機集成制造系統的實現，通過各分散系統之間的有效組合，突破了部門之間的界限，基于制造對物流和信息流進行科學化控制，通過資源的有效利用，實現動態優化綜合，為產品研發、經營決策以及生產實驗等提供可靠技術支持。機電一體化技術的應用，促進計算機集成制造系統的優化整合，能夠對各項生產要素進行妥善配置，挖掘生產要素內在潛力，從而全面提高企業生產經營效率，維護企業的綜合效益。

4.3柔性制造系統

基于機電一體化技術的柔性制造系統的形成，能夠結合裝配需求實時開展生產工作，滿足中小批量、多品種及零散零件等生產需求，推進生產活動的有序開展。

5機電一體化技術的發展趨勢

5.1人工智能化

機電一體化技術未來的發展應用中，人工智能化的實現將會成為發展趨勢之一。這主要是人工智能成為當前生產生活經濟長信發展的主要部分，那么在工業機器人和數控機床應用的基礎上，機電一體化實現人工智能化的發展更成為了必然的趨勢之一。且人工智能化技術在機電一體化技術中的應用能夠提高其生產的自動化程度，真正的不需要人員進行輔助操作管理，對于降低人力生產成本，提高工作效率等有著重要的作用。雖然，當前機電一體化技術實現人工智能化尚未實現，且處在研究的階段，但是隨著科學技術的發展，機電一體化技術的智能化操作將會實現。

5.2綠色化發展趨勢

在最近幾年，我國的工業獲得快速的發展，人們的生活也因此更加舒適，物質條件也越來越好。但與此同時，生態環境不斷遭遇破壞，受到嚴重的污染，資源也在逐漸減少。國家越來越關注環保方面的問題，并在此基礎上頒布了一系列的環保措施以及與環保有關的發展戰略。由此可見，對環境資源進行保護將會是未來的重要發展趨勢。綠色產品的概念也在這樣的背景下誕生，無論是使用、制造、效果還是設計方面，綠色產品都非常符合人類健康的要求和環境保護的要求。因此，機電一體化技術在未來將會朝著綠色化的方向持續發展。

5.3柔性化方向

機電一體化技術未來發展中，將會逐漸朝柔性化方向發展，也就是說，機電一體化技術將會建立自律分配系統，在系統內部，各子系統之間保持相互聯系又相互獨立的狀態，共同為總系統服務，但也有自身的獨立性。在不同的環境條件下，系統能夠自行生成信息來優化系統行動，使得機電一體化技術更具適應性。

6結語

綜上所述，機電一體化目前已經廣泛的應用在各個領域，是我國經濟發展不可或缺的一項重要生產技術。但是目前機電一體化技術仍然存在各種問題，需要進行深度科研并實際解決。在未來不斷發展中，機電一體化技術必然更加智能化、自動化、網絡化，高效精確地完成各種產品制造，為我國社會經濟發展貢獻出一份力量。